一种山地城市充电站规划系统、方法及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种山地城市充电站规划系统、方法及存储介质，涉及电动汽车充电站规划领域，解决山地城市电动汽车耗电量模型缺失，对山地城市电动汽车充电负荷无法进行精细化时空间预测的技术问题，通过本申请文件能够进行充电站规划，包括一个云监控平台和四个子系统：云监控平台：实时接收电动汽车运行状态，对电动汽车短期充电负荷进行预测，再结合充电站、配电网相关数据及电动汽车的增长数据，对规划年路网各节点处电动汽车充电需求进行预测，进而以充电负荷波动最小与配电网最优潮流为目标，对规划区作出最优充电站布局规划；本发明专利技术可以准确地预测区域电动汽车充电设施的负荷。负荷。负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种山地城市充电站规划系统、方法及存储介质


[0001]本专利技术属于电动汽车充电站规划领域，尤其涉及一种山地城市充电站规划系统、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]随着能源危机与全球气候变暖，为了减少化石燃料的使用、减少汽车尾气排放，由电作为驱动的电动汽车受到全球各国的高度重视。电动汽车不仅能节省化石燃料，它在行驶过程中不像燃油汽车一样产生尾气，可以实现“零排放”，减少汽车尾气对环境的污染。因此，电动汽车的发展是未来汽车的发展趋势，全球各国也相继发布了促进电动汽车发展的相关政策。
[0003]但随着电动汽车的迅速发展，电动汽车大规模发展引起的相关问题也接踵而至。由于电动汽车数量快速增加，亟需建设大量的充电设施支撑电动汽车的充电需求，但由于电动汽车存在移动性，使得电动汽车充电负荷在时间与空间上皆体现随机性，大量的电动汽车充电负荷无序接入电网，难免出现配电网负荷“峰上加峰”，对配电网造成巨大冲击。在此背景下，充电站的规划既要能满足电动汽车用户的充电需求，又要满足配电网的稳定经济运行，因此，如何合理有效进行电动汽车充电站的规划，将是缓解配网“峰上加峰”与促进电动汽车产业发展的有效途径。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是：通过检测路网现年各节点车流量，预测规划年各路网节点中各时段具有充电需求的电动汽车数量，引入山地城市电动汽车耗电量模型，对山地城市电动汽车充电负荷进行精细化时空间预测从而进行充电站规划，并将充电站站址代入配电网节点系统，寻优计算得到负荷波动最小的最优充电站布局，缓解电网负荷的“峰上加峰”。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于电动汽车充电需求预测的山地城市充电站规划系统，该系统包含一个云监控平台和四个子系统：
[0007]云监控平台：实时接收电动汽车运行状态，对电动汽车短期充电负荷进行预测，再结合充电站、配电网相关数据及电动汽车的增长数据，对规划年路网各节点处电动汽车充电需求进行预测，进而以充电负荷波动最小与配电网最优潮流为目标，对规划区作出最优充电站布局规划；
[0008]车流量监测系统：采集一天不同时间点路网中各节点处车流量数据并处理，预测其中具有快充需求的电动汽车数据，并将其上传至云监控平台；
[0009]充电站管理系统：采集充电站内充电桩的使用情况，各类车型的年均充电总量、电动汽车接入充电桩的时间、电动汽车离开充电桩的时间、充电桩的充电效率，将处理后的数据上传至云监控平台；
[0010]车载数据处理系统：实时监测电动汽车剩余电量数据，接收充电站位置信息与路网数据，产生充电需求时以最小耗电量为目标寻找充电站充电并计算过程中需要消耗的电量，将产生充电需求的时间与预计到达充电站的时间数据、寻找到的充电站位置数据、行驶过程中的耗电量数据上传至云监控平台；
[0011]配电网数据采集系统：采集配电网负荷变化，结合配电网历史负荷数据，对规划年配电网日负荷曲线进行预测并上传至云监控平台。
[0012]进一步地，所述车载数据处理系统包括行车数据采集模块、路网数据采集模块、行驶路径控制模块、通信模块；
[0013]所述行车数据采集模块，以Δt为周期，采集车辆SOC信息、空调运行状态、车辆位置、车速信息；
[0014]所述路网数据采集模块，实时采集车辆在路网中的位置信息，充电站在路网中的位置信息、路网中各道路的拥堵情况及道路坡度信息；
[0015]所述行驶路径控制模块，根据行车数据采集模块收集的车辆电池剩余电量信息，判断电动汽车是否具有充电需求；在电动汽车有充电需求的情况下，根据充电站位置信息与路网道路情况信息，计算到各个充电站需要的耗电量与时间，以耗电量最小的充电站与路径为目标充电站与路径；
[0016]所述通信模块：采用5G网络，将行车数据采集模块、路网数据采集模块、行驶路径控制模块采集与处理得到的数据上传至云监控平台。
[0017]进一步地，所述云监控平台包括电动汽车短期负荷预测模块，充电站长期规划模块、通信模块、数据库；
[0018]所述电动汽车短期负荷预测模块：根据实时采集到的电动汽车行车数据与路网道路数据，对电动汽车充电负荷进行预测，并将预测数据下发到用户终端，达到电动汽车用户错峰充电的目的；
[0019]所述充电站长期规划模块：根据车辆数据与电动汽车增长率得到规划年电动汽车数量；根据车辆行车数据得到各路网节点各时间节点具有充电需求的电动汽车数量，根据车载数据处理系统得到电动汽车充电决策，从而计算各个充电站的充电负荷；根据配电网历史负荷数据预测规划年配电网基本负荷数据，结合充电负荷数据得到规划年配电网总负荷数据，以充电负荷波动最小与配电网最优潮流为目标，寻优得到充电站最优布局规划；
[0020]所述通信模块：采用5G网络，实现云监控平台与车流量监测系统、车载数据处理系统、充电站管理系统、配电网数据采集系统进行数据交互；
[0021]所述数据库：将车流量监测系统、车载数据处理系统、充电站管理系统、配电网数据采集系统采集与处理得到的数据进行保留，用于短期充电负荷预测与长期充电站规划。
[0022]进一步地，方法包括如下步骤：
[0023]步骤一：从路网中选出若干节点作为充电站建设备选节点，根据电动汽车年均充电总量和规划年电动汽车数量预测需规划的充电站数量，根据路网节点车流量监测和规划年电动汽车数量预测进行规划年电动汽车充电需求预测，选择以耗电量最小的充电站进行充电，以配电网日负荷波动最小为目标，作出电动汽车充电站最优布局规划，缓解电网负荷；
[0024]步骤二：根据获取的电动汽车、充电站、配电网相关数据，以最小电网日负荷方差
波动为规划目标，构建最优电动汽车充电站规划模型；电动汽车充电站规划包括电动汽车充电站的布局位置和各站规划的充电桩功率及数量；
[0025]步骤三：根据规划年电动汽车数量预测和各类型电动汽车年均充电总量预测需规划的充电站数量；根据预先在路网中设置的充电站备选节点，监测各时段各节点的车流量，结合电动汽车数量预测作出规划年各路网节点的日充电需求；在山地城市中电动汽车耗电量远大于平原城市，因此作出充电需求预测后令电动汽车选择行驶过程中耗电量最低的充电站进行充电，根据电动汽车产生充电需求的时间地点预测接入充电站的时间地点，以此作充电站负荷预测；根据配电网历史负荷数据对规划年电网基本负荷进行预测，结合充电站充电负荷预测曲线，对规划年配电网负荷进行预测；
[0026]步骤四：根据电动汽车充电站规划模型的约束条件求解电动汽车规划模型的最优解；根据所属条件下的最优解，确定充电站的布局位置与容量。
[0027]进一步地，对电动汽车充电负荷进行预测，其预测建模步骤为：
[0028]步骤S101，通过监测现年路网各节点不同时间点的车流量Nv(t,i)，根据车辆增长率与电动汽车渗透率，加以修正系数，预测规划年路网各节点各时间点具有充电需求的电动汽车数量Ne(t,i)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电动汽车充电需求预测的山地城市充电站规划系统，其特征在于，该系统包含一个云监控平台和四个子系统：云监控平台：通过接收充电站管理系统、配电网数据采集系统、车载数据处理系统和车流量检测系统上传的数据，对规划年路网各节点处电动汽车充电需求进行预测，进而以充电负荷波动最小与配电网最优潮流为目标，对规划区作出最优充电站布局规划；同时根据上传数据对电动汽车短期充电负荷进行预测；车流量监测系统：采集一天不同时间点路网中各节点处车流量数据并处理，预测其中具有快充需求的电动汽车数据，并将其上传至云监控平台；充电站管理系统：采集充电站内充电桩的使用情况，各类车型的年均充电总量、电动汽车接入充电桩的时间、电动汽车离开充电桩的时间、充电桩的充电效率，将处理后的数据上传至云监控平台；车载数据处理系统：实时监测电动汽车剩余电量数据，接收充电站位置信息与路网数据，产生充电需求时以最小耗电量为目标寻找充电站充电并计算过程中需要消耗的电量，将产生充电需求的时间与预计到达充电站的时间数据、寻找到的充电站位置数据、行驶过程中的耗电量数据上传至云监控平台；配电网数据采集系统：采集配电网负荷变化，结合配电网历史负荷数据，对规划年配电网日负荷曲线进行预测并上传至云监控平台。2.根据权利要求1一种基于电动汽车充电需求预测的山地城市充电站规划系统，其特征在于，所述车载数据处理系统包括行车数据采集模块、路网数据采集模块、行驶路径控制模块、通信模块；所述行车数据采集模块，以Δt为周期，采集车辆SOC信息、空调运行状态、车辆位置、车速信息；所述路网数据采集模块，实时采集车辆在路网中的位置信息，充电站在路网中的位置信息、路网中各道路的拥堵情况及道路坡度信息；所述行驶路径控制模块，根据行车数据采集模块收集的车辆电池剩余电量信息，判断电动汽车是否具有充电需求；在电动汽车有充电需求的情况下，根据充电站位置信息与路网道路情况信息，计算到各个充电站需要的耗电量与时间，以耗电量最小的充电站与路径为目标充电站与路径；所述通信模块：采用5G网络，将行车数据采集模块、路网数据采集模块、行驶路径控制模块采集与处理得到的数据上传至云监控平台。3.根据权利要求1一种基于电动汽车充电需求预测的山地城市充电站规划系统，其特征在于，所述云监控平台包括电动汽车短期负荷预测模块，充电站长期规划模块、通信模块、数据库；所述电动汽车短期负荷预测模块：根据实时采集到的电动汽车行车数据与路网道路数据，对电动汽车充电负荷进行预测，并将预测数据下发到用户终端；所述充电站长期规划模块：根据车辆数据与电动汽车增长率得到规划年电动汽车数量；根据车辆行车数据得到各路网节点各时间节点具有充电需求的电动汽车数量，根据车载数据处理系统得到电动汽车充电决策，从而计算各个充电站的充电负荷；根据配电网历史负荷数据预测规划年配电网基本负荷数据，结合充电负荷数据得到规划年配电网总负荷
数据，以充电负荷波动最小与配电网最优潮流为目标，寻优得到充电站最优布局规划；所述通信模块：采用5G网络，实现云监控平台与车流量监测系统、车载数据处理系统、充电站管理系统、配电网数据采集系统进行数据交互；所述数据库：将车流量监测系统、车载数据处理系统、充电站管理系统、配电网数据采集系统采集与处理得到的数据进行保留，用于短期充电负荷预测与长期充电站规划。4.一种基于电动汽车充电需求预测的充电站规划方法，其特征在于，方法包括如下步骤：步骤一：从路网中选出若干节点作为充电站建设备选节点，根据电动汽车年均充电总量和规划年电动汽车数量预测需规划的充电站数量，根据路网节点车流量监测和规划年电动汽车数量预测进行规划年电动汽车充电需求预测，选择以耗电量最小的充电站进行充电，以配电网日负荷波动最小为目标，作出电动汽车充电站最优布局规划；步骤二：根据获取的电动汽车、充电站、配电网相关数据，以最小电网日负荷方差波动为规划目标，构建最优电动汽车充电站规划模型；电动汽车充电站规划包括电动汽车充电站的布局位置和各站规划的充电桩功率及数量；步骤三：根据规划年电动汽车数量预测和各类型电动汽车年均充电总量预测需规划的充电站数量；根据预先在路网中设置的充电站备选节点，监测各时段各节点的车流量，结合电动汽车数量预测作出规划年各路网节点的日充电需求；根据配电网历史负荷数据对规划年电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙羿，胡晓锐，徐婷婷，高华军，朱彬，池磊，汪会财，龙虹毓，龙方家，王松，向鑫，黎鹏，周鑫，吴杰，赖加乾，李继东，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：